互连结构及其形成方法技术

本发明专利技术公开了一种互连结构和形成互连结构的方法。互连结构包括位于衬底上方的接触层；位于接触层上方的介电层，其中，介电层具有开口，开口暴露接触层的部分；位于接触层的暴露部分上方的硅化物层；沿着开口的侧壁的阻挡层；位于阻挡层上方的合金层；位于合金层上方的胶合层以及位于胶合层上方的导电插塞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
集成芯片的制造可以宽泛地分为两个主要的部分，前道（FE0L)制造和后道 (BE0L)制造。FE0L制造包括半导体衬底内的器件（例如晶体管、电容器、电阻器等）的形 成。BE0L制造包括设置在半导体衬底之上的一个或多个绝缘介电层内包括的一个或多个金 属互连层的形成。BE0L的金属互连层将FE0L的独立器件电连接至集成芯片的外部插脚。 随着半导体器件规格的尺寸减小，有倾向于用于通常在金属互连材料和介电材料 之间形成的扩散阻挡层的更薄的膜的趋势。因此，在领域中产生对于形成集成芯片的互连 结构的改进方法的需求。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种互连结构，包括：接触层，位于衬 底上方；介电层，位于所述接触层上方，其中，所述介电层具有开口，所述开口暴露所述接触 层的部分；硅化物层，位于所述接触层的暴露部分上方；阻挡层，沿着所述开口的侧壁；合 金层，位于所述阻挡层上方；胶合层，位于所述合金层上方；以及导电插塞，位于所述胶合 层上方。 在上述互连结构中，其中，所述接触层包括硅、硅锗、磷化硅、碳化硅或它们的组 合。 在上述互连结构中，其中，所述硅化物层包括硅化镍、硅化钴、硅化钛、硅化钨或它 们的组合。 在上述互连结构中，其中，所述硅化物层的厚度在从约30埃（A )至约300埃 (A )的范围内。 在上述互连结构中，其中，所述阻挡层是金属氧化物层。 在上述互连结构中，其中，所述阻挡层是金属氧化物层；其中，所述金属氧化物层 包括氧化锰（MnOx)或氧化硅锰（MnSiy0z)。 在上述互连结构中，其中，所述阻挡层的厚度在从约3埃（A )至约30埃(人）的 范围内。 在上述互连结构中，其中，所述合金层包括主金属和添加金属。 在上述互连结构中，其中，所述合金层包括主金属和添加金属；其中，所述主金属 包括镍、钴、钛、钨或它们的组合。 在上述互连结构中，其中，所述合金层包括主金属和添加金属；其中，所述添加金 属包括锰。 在上述互连结构中，其中，所述合金层包括主金属和添加金属；其中，所述合金层 中的所述添加金属与所述主金属的比例在从约0. 01原子百分比（at% )至约25原子百分 比（at% )的范围内。 在上述互连结构中，其中，所述合金层的厚度在从约3埃（▲)至约50埃（▲)的 范围内。 在上述互连结构中，其中，所述阻挡层和所述合金层包括相同的化学元素。 在上述互连结构中，其中，所述阻挡层和所述合金层包括相同的化学元素；其中， 所述相同的化学元素是锰。 在上述互连结构中，其中，所述胶合层包括氮化钛、氮化钽或它们的组合。 在上述互连结构中，其中，所述胶合层的厚度在从约5埃（1 )至约50埃（A )的 范围内。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种互连结构，包括：接触层，位于衬底上方； 介电层，具有凹槽且位于所述接触层上方，所述凹槽与所述接触层的部分接触；硅化层，位 于所述接触层的部分上方；金属氧化物层，沿着所述凹槽的侧壁，所述金属氧化物层包括第 一金属；合金层，位于所述金属氧化物层和所述硅化物层上方，所述合金层包括所述第一金 属和不同于所述第一金属的第二金属；胶合层，位于所述合金层上方；以及导电插塞，位于 所述胶合层上方。 在上述互连结构中，其中，所述第一金属包括锰。 在上述互连结构中，其中，所述第二金属包括镍、钴、钛、钨或它们的组合。 根据本专利技术的又一个方面，提供了一种形成互连结构的方法，包括：在接触层上方 形成介电层；穿过所述介电层形成开口以暴露所述接触层的部分；沿着所述开口的侧壁和 所述接触层的暴露部分形成合金层；在所述合金层上方形成胶合层；实施热处理以形成沿 着所述接触层的所述暴露部分的硅化物层以及形成插入在所述介电层和所述合金层之间 的阻挡层；以及在所述开口中的所述胶合层上方形成导电插塞。【附图说明】 当结合附图进行阅读时，从下面详细的描述可以最佳地理解本专利技术。应该强调的 是，根据工业中的标准实践，各种部件没有按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上， 为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。 图1是根据本专利技术的各个方面的互连结构100的截面图。 图2是根据本专利技术的各个方面形成互连结构100的方法200的流程图。 图3至图9是根据本专利技术的各个方面的处于各个制造阶段的互连结构100的截面 图。【具体实施方式】 本专利技术大体上涉及半导体结构，而且更具体地，涉及形成互连结构的方法。 应当理解，以下公开内容提供了许多不同的实施例或实例，用以实现各个实施例 的不同特征。以下描述元件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然这些仅仅是实例并不 旨在限定。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件"上方"或"上"可以包括其中第一 和第二部件以直接接触形成的实施例，并且也可包括在第一和第二部件之间形成额外的部 件，使得第一和第二部件不直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各个实例中重复参照标 号和/或字符。该重复是为了简明和清楚的目的，而且其本身并不指示所讨论的各个实施 例和/或配置之间的关系。 而且，为了便于描述，本文中可以使用诸如"在…之下"、"下面"、"下方"、"下"、 "在…之上"、"上"、"上方"等的空间相对术语以描述如图中所示的一个元件或部件与另一 个（些）元件或部件的关系。除了图中所示的方位之外，空间相对术语旨在包括在使用或 操作中的器件的的不同方位。例如，如果翻转图中的器件，则描述为在其他元件或部件"下 面"或"之下"的元件将被定位于为在其他元件或部件"之上"。因此，示例术语"下面"可以 涵盖"之上"和"下面"的方位。装置可以以其他方位定向（旋转90度或在其他方位），并 且在本文中使用的空间相对描述符可同样地作相应的解释。 现参照附图描述请求保护的主题，其中，通常相似的参考标号始终用于指示相似 的元件。在以下描述中，为了解释的目的，陈述了各种具体细节以便提供所请求保护的主题 的彻底理解。然而，很明显该请求保护的主题可以在不具有这些具体细节的情况下实践。在 其他实例中，以框图形式示出结构和器件以便有助于描述该请求保护的主题。应该理解，应 将本文使用的'层'考虑为区域，并且不一定包括均匀的厚度。例如，层是区域，诸如包括随 意的边界的区域。对于另一实例，层是包括至少一些厚度变化的区域。 图1是根据本专利技术的各个方面的互连结构100的截面图。如图1所描绘，互连结 构100包括位于衬底110上方的接触层120 ;位于接触层120上方的介电层130,其中，介 电层130具有开口 132,开口 132暴露接触层120的一部分120b (如图4中所示）；位于接 触层120的暴露部分120b上方的硅化物层140 ;沿着开口 132的侧壁132a和132b的阻挡 层150 (如图4中所示）；位于阻挡层150上方的合金层160 ;位于合金层160上方的胶合 层170 ;以及位于胶合层170上方的导电插塞180。为了便于解释，本文描述的部件以它们 在截面图中的呈现描述。然而，在实际的器件中，部件是三维结构。因此，例如，即使在本文 中开口示出和描述为具有侧壁，在实际的器件中，开口实际上将具有连续地遍及其整个外 围的单个连续的侧壁。换句话说，当参照图4描述的开口（诸如开口 当前第1页本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互连结构，包括：接触层，位于衬底上方；介电层，位于所述接触层上方，其中，所述介电层具有开口，所述开口暴露所述接触层的部分；硅化物层，位于所述接触层的暴露部分上方；阻挡层，沿着所述开口的侧壁；合金层，位于所述阻挡层上方；胶合层，位于所述合金层上方；以及导电插塞，位于所述胶合层上方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林瑀宏，傅美惠，林威戎，周友华，许嘉麟，黄宏麟，林士琦，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71